Дибров М.В. Маршрутизаторы

Подождите немного. Документ загружается.

4.3 Максимальное количество транзитных переходов

Продолжим рассмотрение примера, пакеты обновления с информацией

о «Сети 1» будут продолжать ходить по кругу до тех пор, пока какой-нибудь

другой процесс не сможет остановить это зацикливание. Подобное состояние,

называемое счетом до бесконечности (count to infinity), продолжает зацикли-

вание перемещения пакетов по сети. Пока маршрутизаторы имеют возмож-

ность считать до бесконечности, некорректная информация позволяет суще-

ствовать маршрутизации по кругу.

В отсутствие контрмер, которые могли бы остановить процесс, вектор

расстояния, исчисляемый количеством переходов, увеличивается на единицу

каждый раз, когда пакет проходит следующий маршрутизатор (Рисунок 4.4).

Эти пакеты ходят в сети по кругу, из-за неправильной информации в табли-

цах маршрутизации.

Сеть 1



Сеть 1, расстояние = 4

Сеть 1, расстояние = 5

Сеть 1, расстояние = 6

Сеть 1, расстояние = 7

Рисунок 4.4 – Счет до бесконечности

Алгоритмы маршрутизации по вектору расстояния являются самокор-

ректирующимися, но проблема маршрутизации по кругу, прежде всего, тре-

бует разрешения ситуации со счетом до бесконечности. Чтобы исключить эту

длительную по времени проблему, в протоколах, использующих вектор рас-

стояния, бесконечность определяется как некоторое максимальное число. Это

число выражается в единицах метрики маршрутизации, например, в виде про-

стого количества переходов.

При таком подходе протокол маршрутизации позволит существовать

маршрутизации по кругу до тех пор, пока метрика не превысит максимально

допустимое значение.

Сеть 1



Сеть 1, расстояние = 15

Сеть 1, расстояние = 12

Сеть 1, расстояние = 13

Сеть 1, расстояние = 14

Таблица маршрутизации

max метрика = 16

Сеть 1 недостижима

Рисунок 4.5 – Назначение максимальной длины маршрута

На рисунке 4.5 показан случай, когда это максимальное значение равно

16; обычно для векторов расстояния, измеряемых в количестве переходов,

максимальное значение устанавливается равным 15 переходам. В любом слу-

чае, если значение метрики превысит максимум, то «Сеть 1» будет считаться

недостижимой.

4.4 Применения принципа расщепления горизонта

Другим возможным источником маршрутизации по кругу является си-

туация, когда неправильная информация, посылаемая назад маршрутизатору,

противоречит информации, посылаемой им самим. Вот как возникает эта

проблема.

1. Маршрутизатор R1 передает маршрутизаторам R2 и R4 пакет с об-

новлением маршрутной информации, говорящий о том, что «Сеть 1» стала

недоступна.

2. Однако маршрутизатор R3 передает маршрутизатору R2 пакет обнов-

ления, который информирует, что «Сеть 1» доступна по маршруту с расстоя-

нием 4 через маршрутизатор R4. Такое действие не нарушает правило рас-

щепления горизонта, так как для маршрутизатора R3 «Сеть 1» находится за

двумя его интерфейсами и оба маршрута имеют одинаковую метрику равную

2. Маршрутизатор R2 делает неправильный вывод о том, что маршрути-

затор R3 имеет достоверный путь к «Сети 1», хотя и с менее предпочтитель-

ной метрикой. Маршрутизатор R2 посылает маршрутизатору R1 пакет обнов-

ления информации, в котором дает совет R1 о "новом" маршруте к «Сети 1».

3. Теперь маршрутизатор R1 определяет, что он может посылать пакеты

в «Сеть 1» через маршрутизатор R2; маршрутизатор R2 определяет, что он

может посылать пакеты через маршрутизатор R3, а маршрутизатор R3 опре-

деляет, что он может посылать пакеты в «Сеть 1» через маршрутизатор R4.

Любой пакет, помещенный в такую среду, будет ходить по кругу между

маршрутизаторами.

Одним из способов устранения маршрутизации по кругу и ускорения

сходимости сети является метод так называемого расщепления горизонта

(split horizon). Логика, стоящая за этим методом, заключается в том, что ни-

когда нет ничего хорошего в посылке информации о маршруте назад в

направлении, из которого она первоначально пришла. Согласно этому мето-

ду, при поступлении сообщения об обновлении маршрутов для «Сети 1» от

маршрутизатора R1, маршрутизаторы R2 и R4 не могут посылать информа-

цию о «Сети 1» в обратном направлении, т.е. маршрутизатору R1 (Рисунок

4.6).

Сеть 1



Сеть 1 ...

Сеть 1 недостижима

Рисунок 4.6 – Расщепление горизонта

4.5 Обратное обновление

Обратное обновление (poison reverse) позволяет маршрутизаторам отме-

нить правило расщепленного горизонта и распространять информацию, полу-

ченную с определенного интерфейса через тот же самый интерфейс. Однако

маршрутизатор может распространять сообщения о маршрутах через тот же

интерфейс, с которого они получены с использованием метрики означающей

недоступность сети, например, для протокола RIP метрика такого маршрута

должна равняться 16 (Рисунок 4.7).

Сеть 1



Сеть 1, расстояние = 16

Сеть 1 недостижима

Рисунок 4.7 – Обратное обновление

4.6 Таймеры удержания информации

Маршрутных петель можно избежать путем использования таймеров

удержания информации (hold-down timer) (Рисунок 4.8).

Сеть 1



Внести обновления

маршрутов после

срабатывания таймера

Внести обновления

маршрутов после

срабатывания таймера

Внести обновления

маршрутов после

срабатывания таймера

Внести обновления

маршрутов после

срабатывания таймера

Рисунок 4.8 – Таймеры удержания информации

Когда маршрутизатор получает от соседа пакет актуализации, свиде-

тельствующий о том, что первоначально доступный маршрут теперь недосту-

пен, он помечает этот маршрут как недоступный и запускает таймер удержа-

ния информации.

Если в какой-либо момент времени до истечения срока, устанавливае-

мого таймером удержания, от того же соседа приходит пакет актуализации,

информирующий о том, что сеть снова доступна, то маршрутизатор помечает

эту сеть как доступную и выключает таймер удержания.

Если от другого соседнего маршрутизатора приходит пакет актуализа-

ции с метрикой для этой сети, которая лучше первоначально записанной, то

маршрутизатор помечает сеть как доступную и сбрасывает таймер удержа-

ния. Если в какой-либо момент времени до истечения срока, устанавливаемо-

го таймером удержания, от другого соседа приходит пакет актуализации с

худшей метрикой, то этот пакет актуализации игнорируется. Игнорирование

пакетов актуализации с худшей метрикой в период закрытия маршрута обес-

печивает большее время на распространение сведений о разрушительном из-

менении по всей сети.

4.7 Механизм мгновенных обновлений

Новые копии таблиц маршрутизации обычно регулярно рассылаются

соседним маршрутизаторам. Протокол маршрутизации рассылает сообщения

обновлений каждые 30 секунд. Однако применение мгновенных обновлений

(triggered update) позволяет рассылать сообщения немедленно в ответ на ка-

кое-либо изменение в таблице маршрутизации. Маршрутизатор обнаружив-

ший изменение в топологии, немедленно рассылает сообщение-обновление

смежным маршрутизаторам. Такие маршрутизаторы в свою очередь также ге-

нерируют мгновенные обновления, оповещая о переменах своих соседей. При

выходе какого-либо маршрута из строя сообщение об этом отправляется, не

дожидаясь истечения времени таймера обновления. Мгновенное сообщение

представляет собой анонс, который рассылается до истечения времени тайме-

ра обновления. Такой принцип работы приводит к рассылке обновленной ин-

формации о состоянии маршрута и сбрасывает таймеры на соседних маршру-

тизаторах. Эта волна обновлений распространяется по всей сети (Рисунок 4.9)

Сеть 1



Сеть 1 недостижима

Рисунок 4.9 – Мгновенные обновления

Маршрутизатор R5 генерирует мгновенное обновление, извещая о том,

что «Сеть 1» недостижима. После получения этой информации маршрутиза-

тор R1 извещает соседние с ним маршрутизаторы R2 и R4, а они в свою оче-

редь маршрутизатор R3.

5 Протокол RIP

Протокол маршрутной информации (Routing Informational Protocol –

RIP) был первоначально определен в документе RFC 1058. Наиболее суще-

ственны следующие его характеристики:

– RIP является дистанционно-векторным протоколом маршрутизации;

– В качестве метрики при выборе маршрута используется количество

переходов;

– Максимальная длина маршрута равняется 15 переходам;

– По умолчанию обновления маршрутной информации рассылаются

широковещательным способом.

При работе протокола RIP используется транспортный протокол UDP.

Все устройства, поддерживающие RIP, прослушивают UDP порт 520 и осуще-

ствляют передачу через этот же порт. В сетях общего доступа, таких как Eth-

ernet, эти широковещательные дейтаграммы получают все устройства широ-

ковещательного домена.

Протокол RIP использует расстояние как единственную метрику для

определения наилучшего маршрута, т.е. чем короче маршрут, тем он лучше.

Если к пункту назначения существует множество маршрутов, то маршрутиза-

торы поддерживающие протокол RIP, выбирают из них кротчайший и запи-

сывают его в таблицу маршрутизации.

19.2k

Рисунок 5.1 – Метрика маршрута в протоколе RIP

Стоит обратить внимание на то, что на рисунке 5.1 маршрут с полосой

пропускания равной 19,2 Кбит/с включает в себя три перехода. Нижний аль-

тернативный маршрут по каналам связи E1 включает пять переходов. По-

скольку выбор маршрута в протоколе RIP основывается исключительно на

количестве переходов, то в данном случае в таблицу маршрутизации будет за-

писан маршрут с пропускной способностью 19,2 Кбит/с вместо гораздо более

быстрых каналов E1.

Протокол RIP предотвращает появление петель в маршрутизации, уста-

навливая максимальное количество переходов на маршруте от отправителя к

получателю. Стандартное максимальное значение количества переходов рав-

но 15. При получении маршрутизатором обновления маршрутной информа-

ции, содержащего новую или измененную запись, он увеличивает значение

метрики на единицу. Если при этом значение метрики превышает 15, то мет-

рика считается бесконечно большой, а маршрут до сети получателя недости-

жимым. Кроме этого чтобы повысить эффективность работы протокол RIP

использует механизмы расщепления горизонта и таймеры удержания инфор-

мации.

5.1 Настройка протокола RIP

Для настройки протокола RIP на маршрутизаторах Cisco необходимо

использовать команду router rip. После запуска на маршрутизаторе процесса

маршрутизации RIP необходимо включить в данный процесс маршрутизации

сети, о которых будет распространяться маршрутная информация. Для описа-

ния сетей участвующих в процессе маршрутизации используется команда net-

work network–number (Рисунок 5.2).

R1 R2

r2# router rip

network 172.16.0.0

network 192.168.1.0

192 .168 .1.0/24

172.16.1.0/24

10.1.1.0/24

r1# router rip

network 192.168.1.0

r3# router rip

network 10.0.0.0

network 172.16.0.0

r4# router rip

network 10.0.0.0

Рисунок 5.2 – Запуск процесса маршрутизации RIP

После задания сетей участвующих в процессе маршрутизации, с интер-

фейсов маршрутизатора на которые назначены IP адреса из этих сетей будет

производиться рассылка маршрутной информации, а также будет возмож-

ность приема маршрутной информации от соседних маршрутизаторов входя-

щих в домен маршрутизации, поэтому необходимо не забывать о применении

команды passive-interface.

5.2 Протокол RIP v1

Протокол RIP v1 является классовым протоколом маршрутизации, и он

не поддерживает технологию VLSM. В настоящее время применение данного

маршрутизирующего протокола ограничено.

5.2.1 Заголовок и поля протокола RIP v1

Устройства, поддерживающие RIP, используют два типа пакетов для

обмена маршрутной информацией. Сообщения первого типа применяются

для запроса на получение маршрутной информации. Сообщение второго типа

содержит ответ на запрос маршрутной информации.

Формат сообщений протокола RIP v1 приводится на рисунке 5.3.

Команда Версия

Неиспользуемое поле

(заполняется нулями )

Идентификатор семейства

адресов

Неиспользуемое поле

(заполняется нулями )

IP Адрес

Неиспользуемое поле

(заполняется нулями )

Неиспользуемое поле

(заполняется нулями )

Метрика

88 8 8

32 бита

Запись маршрута

Поля (максимум 25)

Идентификатор семейства

адресов

Неиспользуемое поле

(заполняется нулями )

IP Адрес

Неиспользуемое поле

(заполняется нулями )

Неиспользуемое поле

(заполняется нулями )

Запись маршрута

Метрика

Рисунок 5.3 – Формат сообщения протокола RIP v1

Сообщение начинается с фиксированного заголовка и далее следует

список пар значений: сеть и дистанция до нее. Размер сообщения зависит от

числа пар «сеть/дистанция», однако он не может превышать 512 байт. Кроме

того, пакет не может содержать более 25 записей о маршрутах. Максималь-

ный размер 512 байт не включает заголовки канального уровня, IP и UDP за-

головки.

Каждое сообщение начинается с трех полей, первое поле – команда,

второе – версия, третье поле зарезервировано и не используется. Далее следу-

ют поля с сетями и дистанциями до них, которые повторяются в зависимости

от числа маршрутов объявленных маршрутизатором. Например, если марш-

рутизатор объявляет о пяти маршрутах, то пять раз повторяются группы по-

лей о записи маршрута.

5.2.2 Команда – 1 байт

Это поле указывает предполагаемую цель сообщения, в частности, яв-

ляется ли данный пакет запросом или ответом. В таблице 5.1 приводится опи-

сание различных команд.

Таблица 5.1 – Команды сообщений протокола RIP

Ко-

манда

Значение

1 Запрос на получение всей информации о маршрутах, посылаемый

маршрутизатором всем своим соседям во время инициализации или

после того как таблица маршрутизации была отчищена.

2 Сообщение, посылаемое маршрутизатором в ответ на запрос марш-

рутной информации, либо регулярно посылаемое (раз в 30 с.) пери-

одическое сообщение маршрутной информации.

3 Включение режима трассировки (устаревшая).

4 Выключение режима трассировки (устаревшая).

5 Зарезервировано для внутреннего использования компанией Sun

Microsystems.

5.2.3 Версия – 1 байт

Поле версии указывает версию протокола RIP, 1 или 2. Маршрутизато-

ры поддерживающие протокол RIP, должны согласовывать применяемую

версию протокола. Если в сети существуют обе версии протокола, то из-за

того, что устройства версии 1 не поддерживают расширений, реализованных

в версии 2, могут возникнуть проблемы при их взаимодействии.

5.2.4 Неиспользуемые поля – 2 байта

Формат сообщения версии 1 включает несколько неиспользуемых по-

лей. Эти поля всегда содержат нули и повторяются в зависимости от количе-

ства маршрутов передаваемых в сообщении.

5.2.5 Идентификатор семейства адресов – 2 байта

Хотя протокол RIP технически может поддерживать различные прото-

колы сетевого уровня, это поле содержит только значение 2, которое соответ-

ствует протоколу IP.